半導(dǎo)體是在常溫下導(dǎo)電性介于絕緣體和導(dǎo)體之間的材料,且通過(guò)摻雜、溫控和光照可控制其導(dǎo)電性。從19世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體至今,半導(dǎo)體除了有整流效應(yīng)、光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特效應(yīng)以外,經(jīng)過(guò)多年探索發(fā)現(xiàn)它還有光敏、熱敏及光催化特性,利用這些特性可將其廣泛應(yīng)用于光伏、污水處理、顏料、照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等行業(yè)。半導(dǎo)體材料的物理化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)烈依賴于其形貌、維度、表面缺陷、晶粒尺寸等參數(shù),探索新穎的半導(dǎo)體材料合成方法對(duì)改善材料的物理化學(xué)性質(zhì)具有重要的研究意義。本論文通過(guò)γ射線輻照輔助聚丙烯酰胺凝膠法制備出鈣鈦礦型（Y,La,Ce）AlO₃、尖晶石型鈷鋁酸鹽（CoAl₂O₄）和二氧化鈰（CeO₂）半導(dǎo)體,并對(duì)它們的相純度、形貌、光學(xué)、顏色、發(fā)光、電化學(xué)性質(zhì)和光催化活性進(jìn)行了研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:一、通過(guò)γ射線輻照輔助聚丙烯酰胺凝膠法制備MAlO₃（M=Y,La,Ce）和YAlO₃:Ce納米材料。X射線衍射儀（XRD）結(jié)果顯示MAlO₃的結(jié)晶溫度與三價(jià)金屬離... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺結(jié)構(gòu)式

碩士學(xué)位論文3(2)鏈增長(zhǎng)由此開始，在聚合反應(yīng)過(guò)程中繼續(xù)加入丙烯酰胺單體，繼而再生成單體自由基的過(guò)程。(3)一般情況下，鏈終止大部分屬于雙基終止，由于自由基的化學(xué)活性較高，容易兩兩反應(yīng)消耗自由基導(dǎo)致鏈終止，形成穩(wěn)定的聚合物(聚丙烯酰胺)。當(dāng)鏈終止反應(yīng)完成后，無(wú)機(jī)金屬鹽與絡(luò)合劑形成的絡(luò)合物被圈在聚丙烯酰胺網(wǎng)絡(luò)中，以保證制備出高分散納米材料，最后通過(guò)恒溫干燥蒸發(fā)掉凝膠中的水分，研磨或者高溫煅燒去除干凝膠中的有機(jī)物獲得純相納米材料。圖1.2丙烯酰胺與N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺聚合反應(yīng)演化模型[11]1.1.4傳統(tǒng)聚丙烯酰胺凝膠法的應(yīng)用現(xiàn)狀聚丙烯酰胺凝膠法早在1989年被A.Douy和P.Odier用于制備超導(dǎo)氧化物精細(xì)粉末YBa2Cu3O7-x、鋁硅酸鹽莫來(lái)石2SiO2-3A12O3和LaAlO3粉末[12]。此后，經(jīng)過(guò)學(xué)者們多年的研究和改進(jìn)，在前驅(qū)體溶液中引入不同的金屬陽(yáng)離子，采用該方法可制備出各種氧化物和納米材料，例如α-Al2O3[13]、Al2O3[14]、ZnO[15]、In2O3[16]、NdFe10Mo2[17]、Ce1-xBixO2-x/2[18]、Sr2+/Mg2+/LaGaO3[19]、陶瓷粉末(CaZrO3[20]、Li2O·Al2O3·4SiO2[21])、發(fā)光材料(SnO2:Eu[22]、Y3Al5O12:Ce3+[23]、CaFe2O4[24])、磁性材料(Bi0.9La0.1FeO3:Ca2+[25]、Bi0.8Ca0.2-xSrxFeO3[26]、CoFe2O4[27])、光催化材料(CaFe2O4[24]、TiO2[28]、Bi2Fe4O9[29])、固體氧化物燃料電池(NixZn1-xFe2O4[30]、LaCoO3[31]、ZrO2:Sc2O3[32]、(La0.8Sr0.2)0.9MnO3[33])等。采用聚丙烯酰胺凝膠法制備的半導(dǎo)體材料，降低了顆粒團(tuán)聚程度，并且通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)參數(shù)可控制納米材料的形貌，能制備出納米線、核殼結(jié)構(gòu)、納米棒和納米球等。從1989年該方法問世以來(lái)，關(guān)于利用聚丙烯酰胺凝膠法制備各種納米材料的文獻(xiàn)數(shù)量逐年遞增，由此可見，這種便捷、低成本、可重復(fù)

輻照輔助聚丙烯酰胺凝膠法合成多元半導(dǎo)體的顏色、發(fā)光性質(zhì)及光催化機(jī)理研究4光催化性能、光催化機(jī)理以及光催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性，結(jié)果表明在降解甲基藍(lán)時(shí)不僅顯示出優(yōu)越的光催化性能，光催化兩小時(shí)降解率高達(dá)97.25%，而且循環(huán)穩(wěn)定性極好，可重復(fù)利用率高。Huang等人[20]采用該方法合成的鈣鈦礦CaZrO3，若將前驅(qū)體溶液中的Ca2+和Zr4+的比例調(diào)至1.5:1，燒結(jié)溫度設(shè)定為1150℃，即可制備出高純度的鈣鈦礦正交相結(jié)構(gòu)CaZrO3，由此可見，Ca2+與Zr4+的濃度比例在一定程度上影響著目標(biāo)產(chǎn)物CaZrO3的相純度及其晶體結(jié)構(gòu)。Bispo-Jr等人[35]通過(guò)聚丙烯酰胺凝膠法制備出發(fā)光材料Ba2SiO4:Tb3+，若調(diào)節(jié)Tb3+的含量，發(fā)光區(qū)域可從藍(lán)光區(qū)域向綠光區(qū)域轉(zhuǎn)移，可見，Tb3+在樣品中所占的比例主宰著熒光粉的發(fā)光性能，而采用聚丙烯酰胺凝膠法可精確的調(diào)整Tb3+的離子配比，優(yōu)化產(chǎn)物性能。除了以上的研究成果外，也有學(xué)者將該方法用于制備納米鈷藍(lán)顏料CoAl2O4[36,37]，文中提出相比于反相微乳液法和酒石酸絡(luò)合法，采用聚丙烯酰胺凝膠法制備出的目標(biāo)產(chǎn)物粒徑更小，平均尺寸為18nm(如圖1.3)。結(jié)合紅外光譜、紫外-可見漫反射光譜和熱重分析結(jié)果，得知煅燒溫度為1000℃時(shí)制備出的陶瓷顏料性能最佳。圖1.3不同溫度煅燒的CoAl2O4納米顏料SEM照片[36]1.2傳統(tǒng)聚丙烯酰胺凝膠法的改進(jìn)1.2.1傳統(tǒng)聚丙烯酰胺凝膠法的缺點(diǎn)

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碩士論文
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本文編號(hào)：3254525